哈工機原a答案

1、2003年春季學期機械原理考試題（A卷）（答案）班級： 姓名:-一一二二二-三四五六七八九總分一、填空題（共25分，每一空1 分）1. 在平面機構中若引入PH個高副將引入2£匕個約束，而引入P個 低副將引入邑個約束，則活動構件數(shù)n百束數(shù)與機構自由度F 的關系是F =3n -2R -PH。2. 機構具有確定運動的條件是：機構的原動件數(shù)等于機構的自由度 數(shù)；若機構自由度F >0,而原動件數(shù)<F，則構件間的運動是不確 定的；若機構自由度F >0,而原動件數(shù)>F，則各構件之間不能 運動或產(chǎn)生破壞。3. 下圖為一對心曲柄滑塊機構，若以滑塊 3為機架，則該機構轉化 為移動

2、導桿機構；若以構件2為機架，則該機構轉化為 曲柄搖塊 機構。4. 移動副的自鎖條件是 驅動力與接觸面法線方向的夾角 1小于摩擦 角-;轉動副的自鎖條件是 驅動力的作用線距軸心偏距e小于摩 擦圓半徑二5. 在凸輪機構的各種常用從動件運動規(guī)律中，等速運動規(guī)律具有剛 性沖擊；等加速等減速或余弦加速度 運動規(guī)律具有柔性沖擊;而正弦加速度運動規(guī)律無沖擊。6. 內嚙合斜齒圓柱齒輪傳動的正確嚙合條件是 模數(shù)相等； 壓力角相等；螺旋角大小相等且旋向相同7. 能實現(xiàn)間歇運動的機構有棘輪機構；槽輪機構；不完全齒輪機構。8 當原動件為整周轉動時，使執(zhí)行構件能作往復擺動的機構有曲柄搖桿機構；擺動從動件圓柱凸輪機構；擺

3、動從動件空間凸輪機構 或多桿機構或組合機構等。9 .等效質量和等效轉動慣量可根據(jù)等效原則：等效構件的等效質量或等效轉動慣量所具有的動能等于原機械系統(tǒng)的總動能來確定。10.剛性轉子靜平衡條件是不平衡質量所產(chǎn)生的慣性力的矢量和等于 零；而動平衡條件是不平衡質量所產(chǎn)生的慣性力和慣性力矩的矢 量都等于零。二、（5分）題二圖所示，已知：BC/DE/GF,且分別相等，計算 平面機構的自由度。若存在復合鉸鏈、局部自由度及虛約束，請指出。Pl= 8PH=1n= 6F=3n-2Pl-Ph=3 6-28-1 = 1題三圖三、（10分）在圖示鉸鏈四桿機構中，已知： bc=50mm，lcD=35mm， lAD=30m

4、m，AD為機架，若將此機構為雙搖桿機構，求 Iab的取值范 圍。解：如果機構尺寸不滿足桿長條件，則機構必為雙搖桿機構。1. 若 l ab 為最短桿，則 IaB IbC - lcD ' Iad故 IaB IcdIadIB35 30 -50=1r5m2. 若 l ab 為最長桿，則 Iad Iab Ibc Icd故IaB IBcTBcIa$O 35-3°= 5r5 m3. 若Iab即不是最短桿，也不是最長桿，則Iad Ibc - Iab - Icd故l a b ： l a d T b c l c3 ° 5 ° -3 5= 4m m若要保證機構成立，則應有Iab

5、 Ibc Icd Iad = 50 35 30 = 115mm故當該機構為雙搖桿機構時,Iab的取值范圍為15mm < IaB < 45mm 和 55mm ： IaB : 115mm.四、（10分）如題四圖所示曲柄滑塊機構，曲柄 AB等速整周回轉。1 設曲柄為主動件，滑塊朝右為工作行程，確定曲柄的合理轉向，簡要說明理由；2設曲柄為主動件，畫出急位夾角 二，最小傳動角min出現(xiàn)的位置;3 此機構在什么情況下，出現(xiàn)死點位置，指出死點位置。B3AB1B2eCDB4C32C 1 1minmax題四圖解：1.曲柄為主動件，曲柄 AB由AB1運動到AB2位置，滑塊由左極限位置G運動到右極限位置

6、C2，滑塊G > C2朝右為工作行程，對應 曲柄的轉角為 1 =18Q，所需時間ti 1/W =(180 旳/w ;曲柄AB由AB?運動到AB位置，滑塊由右極限位置 C2運動到左極限位置 G，滑塊C? > G朝左為空行程，對應曲柄的轉角為 “80-二，所 需時間t2 = 2 /w = (18-)/w。為了保證滑塊在空行程具有急回特 性，即ti t?。則曲柄的的合理轉向必為逆時針方向。如圖所示。2以曲柄為主動件，急位夾角 二，最小傳動角min的位置如圖所示；4 此機構在以滑塊為主動件的情況下，出現(xiàn)死點位置，其死點位置為ABG和ABG兩個位置。五、(10分)如題五圖所示，偏置直動滾子從

7、動件盤形凸輪機構，已 知凸輪實際輪廓線為一圓心在 O點的偏心圓，其半徑為R.從動件的 偏距為e,試用作圖法：1. 確定凸輪的合理轉向；2. 畫出該機構的凸輪理論廓線及基圓；3標出當從動件從圖示位置升到位移 s時，對應凸輪的轉角及凸輪六、（10分）一對漸開線直齒圓柱標準齒輪傳動，已知齒數(shù)乙=25, z2=55，模數(shù) m = 2 mm,壓力角=20°, ha = 1, c = 0.25。試求：1 齒輪1在分度圓上齒廓的曲率半徑r ;2 齒輪2在齒頂圓上的壓力角:a2 ；3. 如果這對齒輪安裝后的實際中心距 a =81mm,求嚙合角和兩齒輪 的節(jié)圓半徑r1、&。解：1.齒輪1的基圓

8、半徑：rb1 =rcosa =mz1co = 2 25cos200 =23.492mm2 2齒輪1在分度圓上齒廓的曲率半徑?:= rb1 tan ： = 23.492ta n20° =8.55mm2. 齒輪2的齒頂圓半徑:m*2(z1 - 2ha)(25 2 1) = 27mm2 2齒輪2在齒頂圓上的壓力角爲2:a2 = arccosrb1詢CCOS 讐=290323. 標準中心距 a=m(z, z2)=2 (2555)= 80mm2 2FFr +2 =81;嚙合角 J =acos： /a80cos200/81 =21052r2 /» = z2 / z =55/25=11/

9、5解得：ri = 25.3125mm; r2 =55.6875mm七、(10分)如題七圖所示輪系中，Z5二z2 =25 , Z2 =20，組成輪 系的各齒輪模數(shù)相同。齒輪和3軸線重合，且齒數(shù)相同。求輪系傳 動比i54。解題要點：區(qū)分基本輪系，由齒輪1、2-2 3 及系桿4組成差動輪系；由齒輪1、2、5 及系桿4組成差動輪系；齒輪5、2- 2 3 及系桿4組成差動輪系；由齒輪1、& 3 組成定軸輪系。其中三個周轉輪系并不是 獨立的，任取兩個周轉輪系求解，結果是 一樣的。解：1.求齒數(shù)z1和z3。因為齒輪1和齒輪5同軸線所以有：口 -匕=花 r2由于各齒輪模數(shù)相同，則有：= z5 2z2

10、= 25 2 25 = 75因為齒輪3和齒輪5同軸線，所以有：r5 r2二r2r3由于各齒輪模數(shù)相同，則有Z3 = Z5 Z2 - Z2 = 25 25 - 20 = 302 .由齒輪1、2- 2、3及系桿4組成差動輪系有.4 n1 - n4Z2 Z325 301i13(1)n 3 -陽Z1 Z2H75 匯 2023 .由齒輪1、2、5及系桿4組成差動輪系有.4 n1 -n4Z5251115(2)n 5-'門4Zi7534 .齒輪1 > 6、3組成定軸輪系，齒輪1 和 3 軸線重合，且齒數(shù)相同 有：ni *il3 '門3,nin3zi匕 一ni (3)(采用畫箭頭法判別

11、臥的“ +”、“”號)1將式(3)代入式(1):n1n4 二 -一(n1n4)2解 得n1 = 3 n4(4)1將式(4)代入式(2): 3n4 - n4 - - - (n5 - n4)3解得i54 =空=-5 ; 齒輪5和系桿4轉向相反。八、已知某機械一個穩(wěn)定運動循環(huán)內的等效力矩M r如題八圖所示,等效驅動力矩Md為常數(shù)，等效構件的最大及最小角速度分別為：Wmax = 200rad / s及 Wmin =180rad /s。試求：1. 等效驅動力矩M d的大??；2. 運轉的速度不均勻系數(shù)；3. 當要求：在0.05范圍內，并不計其余構件的轉動慣量時，應裝在 等效構件上的飛輪的轉動慣量Jf。制

12、Jgm)1題八圖解題八圖解：1.根據(jù)一個周期中等效驅動力矩的功和阻力矩的功相等來求等效 驅動力矩：dMn2 odrMn2 Io/口1兀7兀得M廠廠（100叮 1 00 7T"2125N m200-180""1902.直接利用公式求:.:11WmTWmax Wmin )(200 180) = 190rad / sWmax -WminQ =Wm= 0.1053.求出最大盈虧功后，飛輪轉動慣量可利用公式求解：Wmax =(212.5 -100)7618.5J4Wmax618.5wm1902 0.05二 0.3427kg m2八、如題九圖示的三重量位于同一軸面內，其大小及

13、其中心至回轉 軸的距離各為：Q1 =100N，Q2 =150N，Q3 =200N , A 二 r3 = 100mm， a = 80mm。又各重量的回轉平面及兩平衡基面間的距離為L =600 mm，200mm， L2 = 300mm， L3 = 400mm。如果置于平衡基面I和U中的平衡重量Q和Q的重心至回轉軸的距離為 r Jr'100mm，求Q和Q”的大小。題九圖解：1.將各重徑積分解到平衡基面I和U平衡基面I中各重徑積的分量為 L 6020Q1rQ1r1- =100 10666.67N cmL60L L26030Q2r2 = Q2r2一 =150 8600N cmL60L 一 L36

14、0 40Q3r3 =Q3r33 =200 10666.67N cmL60平衡基面U中各重徑積的分量為Q；r Q1 * - Q；* = 1000 - 666.67 二 333.33N cmQ22 Q2r2 - Q22 1200 - 600 = 400N cmQ33 二 Q3D - Q33 = 2000 - 666.67 = 1333.33N cm2 平衡基面I中的平衡重量 Q在平衡基面I中加了平衡重量 Q 達到平衡，應使' Qi ri = Q；r； Q2L Q3r3 Q r = 0因上式中的重徑積不是同向，就是反向，故得Q r = Q/r/ Q3r3 -Q2r2 二 666.67 666.67 -600 二 733.34N cm已知 r =10cm，則q 二空竺4 二733聖=73.334Nr"